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摘要:孔板流量計在化工行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，其取壓方式有多種，但在工程應(yīng)用中卻一直缺少可以遵循的明確規(guī)定。針對孔板流最計取壓方式的選擇問題，通過分析孔板流量計主要取壓方式的取壓原理，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167對孔板流量計測斌結(jié)果進(jìn)行理論討一算，結(jié)果表明主要的取壓方式在理論計算測量誤差沒有明顯差異，因此選擇孔板流量計取壓方式時應(yīng)該更多考慮工程安裝、維護(hù)需要和儀表制造水平。
0引言
　　流量儀表在石化、化工和冶金生產(chǎn)過程控制和計量核算中具有重要地位。
　　孔板流量計作為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，以其測量的標(biāo)準(zhǔn)性，應(yīng)用十分廣泛。而對于孔板流量計取壓方式的選擇一直缺少明確的規(guī)范和有力的依據(jù)。《自動化儀表選型設(shè)計規(guī)定》(HG/T20507-2000)中規(guī)定:“一般采用角接取壓或法蘭取壓方式。根據(jù)使用條件和測量要求，可以采用徑距取壓等其他取壓方式�！痹趯嶋H化工設(shè)計中讓人感到無所適從，很多情況下設(shè)計人員都是憑借經(jīng)驗選擇法蘭取壓等，對于為什么排除其他的取壓方式，也不能給出充分的理由。從理論計算方面和現(xiàn)場實際應(yīng)用等方面進(jìn)行了一些探討，希望能夠給大家在選擇取壓方式時提供一點參考。
1取壓形式和工作原理
　　孔板流量計的取壓方式有法蘭取壓、角接取壓和徑距取壓。根據(jù)節(jié)流元件前后的壓力取樣點的差壓，進(jìn)而計算出介質(zhì)流量的大小。法蘭取壓原理如圖1所示，上游取壓口間距是從上游端面至孔板的長度為25.4mm，下游取壓口間距是下游端面至孔板的長度也為25.4mm。角接取壓包括環(huán)室取壓和單獨鉆孔，原理如圖2所示，其取壓口軸線與孔板各相應(yīng)端面之間的間距等于取壓口本身直徑的一半，或取壓口本身寬度的一半，這樣取壓口貫穿管壁處就與孔板端面齊平，取壓口可以是單獨鉆孔取壓口或是環(huán)隙。環(huán)隙通常為不間斷在整個圓周上穿通管道，否則每個環(huán)室至少4個開孔與管道內(nèi)部連通;若采用單獨鉆孔取壓，取壓軸線盡可能以900角與管道軸線相交。徑距取壓原理如圖3所示，取壓口的間距是取壓口中心線與孔板某一規(guī)定端面之間的距離，上游取壓口間距為管道直徑D，下游取壓口間距為D/2，故又稱為D和D/2取壓。



　　根據(jù)石油化工設(shè)計手冊和GB/T2624.2-2006提供的技術(shù)參數(shù)，孔板流量計三種主要取壓方式對管道直徑D、節(jié)流件孔徑d、直徑比要求是一致的，即滿足50mm≤D≤1000mm,d≥12.5mm,0.2≤b≤0.75。對于雷諾數(shù)ReD，角接取壓的要求是0.2＜b＜0.45,ReD≥5000或0.45≤b，ReD≥104，法蘭取壓和徑距取壓的要求則是ReD≥1260b2D。根據(jù)這些技術(shù)參數(shù)，在滿足雷諾數(shù)要求的情況下，很難確定什么情況下用哪一種取壓方式，排除哪些取壓方式。
　　通過對孔板流量計的計算，分別計算孔板流量計在角接取壓、法蘭取壓和徑距取壓三種情況下的流量參數(shù)，通過比較流量參數(shù)，區(qū)分孔板流量計在各種取壓方式下的不同之處，進(jìn)而在理論上分析各種取壓方式對孔板流量計的影響。
2不同取壓方式效果分析
　　在管徑不同，而管道介質(zhì)流量、大小、壓力、溫度、砧度、密度和管道材質(zhì)都相同的情況下，根據(jù)IS05167標(biāo)準(zhǔn)分別計算在角接取壓、法蘭取壓和徑距取壓幾種情況下的孔板流量計的流量參數(shù)，見表1一3所列。



　　從以上計算結(jié)果可以得出，在介質(zhì)、溫度、壓力等參數(shù)一致的前提下，這幾種取壓方式的壓力損失基本相同，流量誤差雖然有些差別，有的雖然有數(shù)量級的差別，但是由于數(shù)量級比較低，比起孔板測量誤差±(1%-2%)的要求影響甚微。因此，無論介質(zhì)類別和管徑大小，從理論上說孔板流量計不同的取壓方式測量結(jié)果幾乎是相同的，因此不能從這個方面去決定使用哪種取壓方式。
3其他因素對孔板取壓方式的影響
　　在工程設(shè)計時，儀表制造商會推薦法蘭取壓等取壓方式，這可能是出于對方的制造水平、經(jīng)濟(jì)成本等考慮因素。如壓力高于32MPa時，由于制造水平的限制，最好選取角接取壓方式。對于用戶來說，孔板流量計采取統(tǒng)一的取壓方式，對于儀表的現(xiàn)場安裝、備品備件和使用維護(hù)都是有利的。如選用一體化孔板流量計時，從安裝、維護(hù)方便的角度考慮，選用環(huán)室取壓布局相對整齊，易于安裝、伴熱和維護(hù)。因此，在選擇孔板流量計的取壓方式時，應(yīng)該充分考慮到儀表制造水平和實際的工程需要。
　　因此，可以這樣理解HG/T20507-2000，在滿足雷諾數(shù)和管徑、直徑比等要求的前提下，孔板的流量計的取壓方式可以根據(jù)實際工程需要和制造商要求進(jìn)行靈活選擇，但整個工程最好使用一種統(tǒng)一的取壓方式。
4結(jié)束語
　　通過計算孔板流量計的流量參數(shù)，得出主要取壓方式在理論上的測量效果差別甚小的結(jié)論，并從儀表制造水平和工程實際出發(fā)，全面地論述了孔板流量計取壓方式的選擇問題。結(jié)果表明工程儀表安裝和維護(hù)方便、儀表制造技術(shù)水平在很大程度上制約著孔板流量計取壓方式的選擇。

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